Sables et graviers naturels et concassés pour la - E

Sables et graviers naturels et concassés pour
la fabrication du béton
Autor(en):
[s.n.]
Objekttyp:
Article
Zeitschrift:
Bulletin du ciment
Band (Jahr): 12-13 (1944-1945)
Heft 14
PDF erstellt am:
24.05.2017
Persistenter Link: http://doi.org/10.5169/seals-145227
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BULLETIN DU CIMENT
FÉVRIER 1945
13ÈME ANNÉE
NUMÉRO 14
Sables et graviers naturels et concassés
pour la fabrication du béton
Caractères et rôle des agrégats servant à la fabrication du béfon et du
mortier. Agrégats naturels et concassés, leur origine el leur exploitation.
Indications sur leur emploi dans le béton, le mortier de maçon, les crépis
et les enduits fins, l'industrie des produits en ciment et de la pierre
artificielle. Forme des grains de l'agrégat. Bibliographie.
On appelle sables et graviers naturels ceux qui sont extraits sur
place, au lieu que la nature leur a assigné. On les exploite pour
en faire du béton ou mortier soit directement, soit après un triage
et lavage préalables. Ces matériaux roulés se trouvent en grandes
quantités dans presque toutes les régions du pays sous forme de
dépôts alluviaux dans les ruisseaux, rivières et lacs, mais surtout
sous forme de terrasses ou bancs morainiques de la période gla¬
ciaire. Dans ces deux cas, il s'agit de matériaux provenant des
Alpes, entraînés par les cours d'eau ou les glaciers, roulés sur
un long parcours jusque dans les régions plus basses, et ayant
subi, de ce fait, une sélection naturelle. En effet, les matériaux
de mauvaise qualité ne pouvant résister à un transport si violent,
on ne trouve que des roches de première classe dans ces dépôts
naturels de sable et de gravier (quartz, silicates, calcaires alpins
compacts). La forme des grains de ces sables ef graviers naturels
est en général ramassée ou faiblement aplatie; les arêtes vives
primitives ont disparu, le roulement les a meulées; les surfaces
sont relativement lisses. La graduation est telle que l'on trouve
souvent des compositions granulométriques optimum, c'est-à-dire
les plus favorables à la fabrication du béton ou du mortier et
pouvant être employées directement ou ne nécessitant qu'un
simple lavage pour éliminer les excès d'argile et de poussière.
Dans d'autres cas, les sables et graviers naturels doivent être
triés d'après la grosseur de leurs grains, puis reconstitués à l'em¬
placement de leur extraction ou mieux encore sur le chantier
après élimination des fractions excédantes.
Flg. Gravier naturel pour
béton provenant de bancs
morainiques de l'époque
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glaciaire
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alluvions ont une pente naturelle
automatique des matériaux trans¬
portés suivant leur poids. Vers l'amont, la forte pente permet
le charriage de grosses pierres. Dans le cours supérieur des riviè¬
res, on trouvera donc surtout des matériaux de grosses dimen¬
sions. Vers l'aval, la faible pente ne permet plus que le transport
des petits grains; les éléments fins se trouveront donc principale¬
ment dans la partie inférieure des cours d'eau.
L'extraction de ces matières premières naturelles servant à la
fabrication du mortier et du béton se fait dans des centaines
d'installations terrestres (gravières, sablières), fluviales et lacustres
(dragues, exploitation des deltas etc.), dans lesquelles sont in¬
vestis des fonds importants pour le plus grand bien de notre
économie nationale. On estime à environ 4,5 millions de mètres
cubes la quantité annuelle de sable, gravier et tout-venant exploi¬
tée en Suisse, ce qui représente une valeur de 30 à 35 millions
de francs.
Les cours d'eau charriant des
décroissante qui opère un tri
Beaucoup de régions du pays n'ont toutefois pas la chance d'être
riches en dépôts naturels de sable et de gravier. Mais comme on
trouve chez nous partout assez de roche, on recourt en ces en¬
droits à la préparafion artificielle des sables et graviers. Le même
problème se pose également pour l'exploitation de l'excédent
des fractions résultant de la préparation des agrégats naturels
du béton.
La fabrication des sables et graviers concassés est en premier lieu
un problème d'installation mécanique. Les roches utilisables ex¬
traites de carrières, sont réduites préalablement en fragments au
moyen de broyeurs à mâchoires, à boulets ou à marteau-pilon.
Selon l'écartement des mâchoires, on peut obtenir des graviers
à béton directement utilisables. Par triage des produits concassés,
on obtient
le ballast, pierraille concassée, partie la plus grossière
(grosseur des cailloux: 30-60 mm),
Gravier concassé
obfenu par
béfon,
pour
réduction de fractions
excédantes de matériaux
grossiers extraits du sol
Fig.
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le gros gravier concassé (grosseur des grains: 15-30 mm),
le gravier concassé fin (grosseur des grains: 8-10-15 mm) et
le menu ou gravillon concassé (grosseur des grains inférieure
à 8 mm).
La réduction en grains encore plus fins conduit au sable concassé.
Elle s'effectue dans des broyeurs centrifuges ou à cylindres.
De la structure propre des roches utilisées dépend celle des
produits obtenus, qui peut être cubique, schisteuse ou en forme
d'esquilles. Normalement, on donnera la préférence aux roches
qui se pulvérisent en produits cubiques, car cette forme de grain
est engendrée par des roches brutes homogènes, compactes et
résistantes, tandis que les roches présentant des stratifications
donnent des produits concassés aplatis et en forme d'esquilles.
Dans certains cas spéciaux, les fragments minces rhomboédriques
conviennent mieux que les morceaux cubiques. Le mode de tra¬
vail des concasseurs exerce aussi une certaine influence sur la
forme des grains.
La condition essentielle pour la fabrication des sables ef graviers
concassés c'est d'avoir une roche absolument saine au point de
vue pétrographique et résistante aux intempéries, qui ne présente
pas de plans de clivage secrets se révélant au concassage.
L'emploi particulier des agrégats naturels et concassés.
Les agrégats naturels et les agrégats concassés ont leurs domai¬
nes d'application particuliers qui permettent de tirer profit de leurs
propriétés distinctives. Sauf dans les cas où les sables roulés et
les mélanges naturels de sable et de gravier sont difficiles à ob¬
tenir, on utilise en général sur les chantiers surtout les agrégats
roulés et cela pour les raisons principales suivantes:
a) ils donnent des mélanges maniables, faciles à mettre en œuvre,
n'exigeant que peu de main d'œuvre pour les rendre comDacts. Ils tendent moins que les agrégats concassés à former
des nids de gravier.
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3 Coupe à travers un
béton de qualité très com¬
pact fabriqué avec des
agrégats naturels
Fig.
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b) Les sables et graviers naturels nécessitent, pour une consistance
déterminée, moins d'eau de gâchage et relativement moins de
particules fines; ils permettent de ce fait d'atteindre sans dif¬
ficultés de bonnes résistances.
pour le béfon courant du chantier ou pour le béton
armé, il n'est pas possible d'éviter l'emploi de gravier concassé,
il est recommandable de se servir tout de même d'un certain
pourcentage de sable naturel. Il faut en outre avoir soin de confrôler rigoureusement la quantité d'eau de gâchage, car des excès
d'eau nuisibles sont plus difficiles à reconnaître qu'avec l'emploi
de sables et graviers naturels.
Pour le mortier employé en maçonnerie ou pour l'exécution d'en¬
duits, on peut employer les sables concassés sans aucun incon¬
vénient. Dans beaucoup de cas, on les préfère même aux sables
roulés, car, lors du maçonnage, les pierres ou briques «nagent»
moins et les couches d'enduit qu'ils forment sont plus rugueuses
et adhérentes. Grâce à une cohésion interne plus grande, elles
tendent moins facilement à s'écouler plastiquement. Les mélanges
pour enduits spéciaux contiennent surtout des sables concassés.
Dans l'industrie des produits en ciment ef des pierres artificielles,
les sables concassés sont absolument indispensables pour les
Même
si,
raisons suivantes:
produits en ciment et pierres artificielles fraîchement fabri¬
qués doivent pouvoir être démoulés rapidement, souvent tout
de suite après la mise en œuvre (p. ex. tuyaux), afin d'écono¬
miser des moules. Dans ce cas, la masse qui n'a pas encore
pris ne doit pas subir de déformation plastique, si petite soitelle, mais elle doit conserver exactement la forme qu'elle a
reçue et durcir dans cet état. Ceci n'est possible que si les
agrégats concassés contenus dans le mélange forment un
squelette rigide et stable. Une proportion majeure de grains
arrondis nuirait à la cohésion du mortier et le rendrait trop
mouvant (effet de palier à billes!).
1) Les
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Fig. 4 Coupe à travers
un béton spécial fabriqué
avec des matériaux con¬
cassés. Structure homo¬
gène, sans pores. Pro¬
portion de mortier un peu
plus élevée que pour le
béton de la fig. 3
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2) Dans l'exploitation industrielle, il est plus facile de remplir les
conditions auxquelles doit satisfaire la mise en œuvre énergique
de mélanges «rudes», soit par damage mécanique, vibration,
compression, soit par centrifugation, etc. Les inconvénients
qui se présentent sur le chantier peuvent donc être compen¬
sés. De plus, il est plus facile en fabrique de conserver une
consistance constante et une quantité minimum d'eau de
gâchage.
3) L'utilisation économique des matériaux extraits du sol ou des
matériaux dragués pour la fabrication des produits en ciment
exige pratiquement toujours le concassage mécanique de
proportions plus ou moins grandes des agrégats.
4) Lorsque la mise en œuvre est énergique, les agrégats con¬
cassés donnent en général des résistances à la flexion et à
la traction plus élevées que les agrégats roulés. Les grains
isolés se coincent réciproquement. Cette propriété est impor¬
tante lors du travail ultérieur de la pierre artificielle, car les
grains isolés, mieux ancrés, s'arrachent moins facilement, p. ex.
lorsque l'on charrue la surface.
Pour cette dernière raison, les matériaux concassés s'emploient
aussi dans les couches d'usure des revêtements en ciment et des
routes en béton, où l'on ajoute intentionellement au mélange
une certaine proportion de gravier concassé.
Caractères distinguant la forme des grains de l'agrégat.
L'examen visuel permet sans autre de distinguer les agrégats
naturels des agrégats concassés.
donc tou¬
jours des formes plus ou moins arrondies - grains sphériques ou
ovoïdaux, galets circulaires ou ovales, grains arrondis de forme
irrégulière. La surface est en général plus ou moins lisse, polie
ou mate; elle n'a pas d'arêtes vives.
Les premiers sont des matériaux roulés; ils présentent
Les agrégats concassés ont toujours des arêtes vives avec des
surfaces lisses à rugueuses. Leurs formes varient beaucoup (grains
cubiques, pyramidaux, lamellaires, lancéolés, etc.).
Pour caractériser systématiquement la forme des grains, Walz (voir
bibi.) a proposé la méthode suivante:
D'un bon échantillon moyen de l'agrégat, on prélève environ 30
grains que l'on mesure. On détermine d'abord le plus grand axe
b) perpen¬
c) de chaque grain, puis la plus forte épaisseur
diculairement à c. Ensuite on mesure encore l'épaisseur du grain,
mais au milieu de l'axe c, perpendiculairement à b et c. Cet axe
1, les rapports b/a et c/a donnent
s'appelle a. Si l'on pose a
une caractéristique numérique de la forme du grain. Il faut natu¬
rellement prendre la moyenne des rapports calculés pour les 30
grains.
Ces caractéristiques sont importantes lorsque l'on veut déterminer
résolument l'influence de la forme des grains sur les propriétés
mécaniques (résistance), sur le degré d'encombrement (densité
apparente), etc., et lorsqu'il s'agit de juger les concasseurs.
Bibliographie:
K. Walz, La détermination de
la forme des grains des agrégats, Betonstrasse,
1936, p. 27 et suiv.
la forme des grains des matériaux inertes,
693.
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R. Feret, Sur la forme et l'état de surface des éléments inertes des bétons,
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F. de Quervain et M. Gschwind, Les roches utilisables de la Suisse, éd. Huber,
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M. Guerrin, La notion de «vide» des complexes grenus. Technologie. Théorie.
Applications. Travaux, février et mars 1941, p. 52, p. 79.
O. Stern,
Appréciation indirecte de
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